伊开高速推移式滑坡的稳定性分析与治理措施探讨

伊开高速推移式滑坡的稳定性分析与治理措施探讨摘要推移式滑坡是高速公路建设中常见的边坡灾害类型之一，本滑坡为一中型推移式滑坡。本文对该边坡的工程地质条件、变形形态特征及滑坡体形成机制进行了分析，对滑坡体进行了稳定性评价，并提出了工程治理方案，经施工后监测表明，该滑坡原因分析正确，治理方案合理，为类似工程的分析与处理提供了有益经验。关键词：推移式滑坡，变形破坏机制，稳定性分析，治理方案，边坡灾害0引言由于城市发展和铁路、高等级公路建设大规模地改变了土地利用方式，挖填方等土方工程日益增大，施工强度急剧攀升，滑坡灾害日益严重，滑坡的分析与工程治理研究也日益成为工程研究中的热点。伊开高速辽源至乌龙岭二期工程丰收互通E匝道EK0+350-EK0+480北部边坡在路堑开挖完成后突然发生剪切破坏，本文采用工程地质分析法和极限平衡法，对滑坡体的形成因素、破坏机制及稳定性进行了分析评价，并提出了加固治理措施为主，卸土减重、排水、封闭裂缝为辅的综合处理方案，取得良好效果。1工程地质条件滑坡所在区域为丘陵地貌区，坡体上部为次生林地，中部为旱田地，下侧为新开挖高速公路3级边坡，边坡高度15-18m。山坡自然坡度20-25°，左侧有小型沟谷切割，山体基岩埋藏较浅，植被发育。滑坡区地层上部为第四系堆积土（Q4dl+el），由碎石土及粉质黏土层组成；中部为侏罗系晚期长安组(J3c)全风化凝灰岩，该层在测区不均匀分布，厚度较薄，推测为滑面所在层；下部为强风化及中风化凝灰岩。滑坡区无地表水驻留，地下水以孔隙水、基岩裂隙水为主，滑坡体的开挖边坡坡脚处，有地下水渗流，水量不大，滑坡区无稳定的地下水位面。2滑坡特征滑坡前缘剪出口位于高速开挖边坡一级到二级坡面处，两侧基本以土体裂缝为界，后缘位于旱田地内，高程354m左右，呈“圈椅状”形态。滑坡纵长约116m，平均宽度约70m，滑体面积约8120m2，滑体平均厚度10.0m，体积约81200m3，主滑方向114°，与线路轴线夹角约39°，属中型滑坡。后缘裂缝长度约67m，张开裂缝宽5-10cm，形成滑坡壁约10-15cm高，壁面倾向114°左右，倾角70°-80°。滑坡体后缘山坡上出现次拉张裂缝一条，上宽下窄，上部宽2-20mm不等，走向基本垂直主滑方向；在开挖一级边坡坡面上出现一条鼓张裂缝，其方向基本垂直于主滑方向；在二级边坡坡面上出现一条扇形裂缝，为侧面剪出口，长约25m，剪出口剪出10-20cm，方向近主滑方向。滑坡体主要由碎石土和黏性土组成，土质松散，透水性强。滑床为强风化凝灰岩，工程性质较好，透水性差。滑坡面后缘产状较陡，倾角18°-20°，中部和前缘部位产状趋缓，倾角-15°-5°，中部局部产状较陡，达22°。滑床与滑体的接触带为滑带，滑带土体成分主要为紫红色全风化凝灰岩，在地下水作用下，滑带土软化、泥化，工程性质很差。3滑坡形成及破坏机制滑坡区的地貌单元属侵蚀、剥蚀丘陵区，从微地貌单元看滑坡区所在斜坡坡度约20°-25°左右，呈下陡中缓上陡形态，这种形态中段易于汇水及下渗。山体斜坡上部的第四系残坡积物，结构松散，力学性能差，抗剪强度低，透水性好；下部基岩表层为薄层紫红色全风化凝灰岩，遇水易软化，形成泥化结构面，且该层透水性差，形成一个相对阻水面，该结构面走向与地表等高线大致平行，倾向东南，倾角20-25°，与路线方向呈30-40°夹角；下部基岩为强-中风化凝灰岩，基岩面坡度20-25°，为上部覆盖层的滑动提供了地质构造条件。由于边坡坡脚的施工开挖，影响了坡体的整体性，坡面形成的细微拉张裂隙加剧了地下水的下渗。当水渗入上部碎石土层中后，增大了上部碎石土的下滑力，改变了碎石土及全风化凝灰岩层的性质，降低其抗剪强度，从而起到“润滑剂”的作用[1]。高速公路施工开挖形成临空面，破坏坡体的自然平衡条件，在自重力作用下，使上部碎石土层沿软弱结构面产生应力松驰，工程开挖使坡体坡脚处出现渗水点，使斜坡内动水压力激增，引发坡体下滑。该边坡地形形态在未造破坏的自然状态下，整体仅保持着脆弱的平衡，在降雨作用下，岩层中形成泥化结构面，高速开挖路堑诱使泥化结构面上的土体蠕动变形，后缘结构面张裂扩张，并推动中前部风化岩体沿结构面追踪开裂，属推移式滑坡[2]。4滑坡稳定性分析滑体主要沿基岩面滑动，基岩面大致呈折线状，因此我们本次采用传递系数法折线形滑面模型[3]进行计算分析。我们通过以下两种途径来获取计算参数：①室内土工试验：取13组原状土进行室内土工试验,经统计分析得出黏聚力C=18.0KPa，内摩擦角φ=6.6°。②极限平衡反算法：假设原始边坡处于极限平衡状态，稳定系数取K=1.00，采用反算法计算得出黏聚力C=10.0KPa，内摩擦角φ=4.1°。由于土工试验采用的土样未充分泥化，试验数据一般偏大，因此极限平衡反算法得到的数值较为可信[4]，综合衡量，我们取滑动面抗剪强度参数黏聚力C=10.0KPa，内摩擦角φ=4.1°。经计算，当安全系数取K=1.0时剩余推力-285.91KN/m，滑坡处于极限稳定状态，当安全系数取K=1.20时剩余推力240.45KN/m，当安全系数取K=1.25时剩余推力372.05KN/m，滑坡安全储备不足，降雨及后期人类活动扰动，极可能造成滑坡体失稳。5滑坡治理工程措施对该滑坡采取加固治理措施为主，卸土减重、排水、封闭裂缝为辅的综合处理方案。为了减小滑坡体的下滑力，对滑坡后缘进行卸土放坡处理，卸土厚度2-3m，并做好坡面防护。在滑坡的后部和前部打平孔,降低地下水位,减小孔隙水压力,减缓或暂时停止滑体的移动,为勘察和根治工程施工创造条件。对滑坡体区域及周边临近区域的裂缝用砂浆或粘土封闭，以防止地表水沿现有裂缝深入土体，造成二次滑动。在滑坡体坡面上设置排水渠，减少坡面地表水的驻留；同时在滑坡区域外5-7m布置环形截水沟[5]，引导坡体外地表水向滑坡区两侧排出，最大程度的减少雨水对坡体的渗入。在已施工开挖边坡上方采用抗滑桩，以抵偿由于开挖使滑动体失去的抗力。把坡顶边缘土体向下临时挖除3-4m，增强施工期间边坡的稳定性，并使抗滑桩位于坡顶与二级平台之间，桩间距4m，桩径2m，桩长15-20m，抗滑桩施工后填回土体。6结语本文通过对滑坡体的工程地质条件、变形形态特征及滑坡体形成机制的分析，明确了在建伊开高速辽源至乌龙岭二期工程丰收互通E匝道北部边坡滑坡的原因，通过对计算模型和参数的合理选取，成功的对其进行了稳定性验算和评价，针对滑坡体特征提出了较为适用的综合工程治理方案，经施工处理后监测表明，该滑坡原因分析正确，治理方案合理，为类似工程的分析与处理提供了有益经验。参考文献[1]常宏,王旭升.滑坡稳定性变化与地下水非稳定渗流初探——以三峡库区黄蜡石滑坡群石榴树包滑坡为例[J].地质科技情报,2004,23(1),94-97[2]黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报,2007,26(3),433-454[3]李世海,刘天苹,刘晓宇.论滑坡稳定性分析方法[J].岩